Исследование кольцевой подачи зерна на коническую поверхность

Введение . Современное сельскохозяйственное производство невозможно без механизации производственных процессов. Не является исключением и зернотоковое хозяйство сельских товаропроизводителей зерновой направленности. Дела обстоят следующим образом: в наследство от колхозов и совхозов советского периода нынешним СПК и КФХ достались агрегаты и комплексы зерноочистки, порой полуразрушенные и с изрядно изношенной базой машин и механизмов. Но при этом встречаются и старые экземпляры зерноочистительной техники, находящиеся в неплохом техническом состоянии. Наряду с процессами старения и эксплуатации техники идут процессы производства новых машин, их совершен-

Вестник КрасГАУ. 2018. № 3 ствования и научных исследований с целью повышения количественных и качественных характеристик зерноочистительных машин. Одной из сложных и ответственных задач послеуборочной обработки является очистка зерна от примесей и сортирование. Особое значение имеет очистка семенного зерна [1]. В связи с этим, целесообразно создание новых, более эффективных, и совершенствование существующих зерно- и семяочистительных машин.

Плохое качество семян вызвано тем, что из зерновой массы не выделены щуплые неполноценные зерновки, а также высокой травмированностью материала, поэтому сепарация зернового вороха с помощью пневматических приспособлений является актуальным вопросом [2].

Цель исследования : определить эффективность применения модернизированного питатель-дозатора семян на конический воздушный сепаратор экспериментальным методом.

Задачи исследования :

– выявить положительное влияние кольцевой подачи зерна на коническую поверхность сепаратора на его работу;

– получить зависимости влияния кольцевой подачи зерна на коническую поверхность сепаратора на его качественные показатели.

Методы исследования . Результаты предыдущих экспериментов показали, что способ подачи зерна на рабочую коническую поверхность в значительной степени влияет на качество разделения зерна на коническом пневматическом сепараторе (рис. 1) [3].

При неравномерной подаче зерна происходит вбрасывание в аспирационный канал отдельных порций, которые в значительной степени влияют на режим движения зерновок, уже находящихся в аспирационном канале: легкие фракции и особенно фуражное зерно. Кроме того, порции зерна имеют большую связь, благодаря трению, с конической поверхностью, и, соответственно, меньше увлекаются воздушным потоком в сторону его движения. Поэтому механизм подачи и распределения зерна по конической поверхности должен быть механически жестким, легко управляемым от одного рычага и хорошо фиксироваться в установленном положении. Любые его перекосы влекут за собой ранее описанные недостатки процесса сепарации.

Нами предложено усовершенствованное подающее – распределяющее устройство, конструктивно отличающееся от предыдущего большей легкостью управления, фиксацией установленного положения, а также большей жесткостью. Оно также не подвержено коррозии, поскольку детали выполнены путем отливки под давлением из полимерного материала. Для экспериментальной проверки предложенного питателя-распределителя изготовлена лабораторная установка, схема которой приведена на рисунке 2.

Рис. 1. Конический воздушный сепаратор:

1 – корпус; 2 – отражатель; 3 – улавливатель; 4 – загрузочное устройство; 5 – зона разделения зерна от легких фракций; 6 – сборники легких фракций; 7 – зона разделения основной культуры с легкими фракциями от тяжелых фракций; 8 – сборники очищенного зерна; 9 – сборник тяжелых фракций; 10 – центробежный вентилятор;

11 – регулировочное устройство

Рис. 2. Модернизированный питатель-дозатор (в проекциях):

1 – рассекатель; 2 – делитель; 3 – рычаг поднятия заслонки; 4 – направитель бункера; 5 – бункер

Лабораторная установка снабжена приемниками фракций, находящимися под рассекателем. Делители размещены на коническом рассекателе с угловыми промежутками 22,5 градуса. Бункер 5 заполняется зерном, после чего засекается время и одновременно поднимается рычаг поднятия заслонки на определенную высоту. Зерна скатываются по отсекателю, делятся делителями 2

на 16 частей и попадают в приемники. В течение 15 с происходит истечение зерна, затем опыт прекращали.

Результаты исследования . Результаты замеров масс зерна приведены в таблице. Для опыта применялись наиболее часто используемые подачи зерна по результатам предыдущих опытов.

Результаты опытов по определению качества распределения зерна по конической поверхности

Номер приемника	Масса, г
	при подаче 20 кг/ч	при подаче 40 кг/ч	при подаче 60 кг/ч	при подаче 80 кг/ч
1	28	58	81	111
2	25	56	82	115
3	27	52	88	114
4	27	54	87	118
5	25	59	85	110
6	29	56	84	105
7	28	57	86	106
8	25	58	84	104
9	30	52	87	102
10	25	54	82	122
11	27	55	81	122
12	26	55	89	124
13	28	56	87	118
14	29	59	85	117
15	24	58	84	110
16	30	57	86	112
Среднее арифметическое	27,06	56,00	84,88	113,13
СКО	1,48	1,65	1,90	5,29
Дисперсия	3,66	4,93	6,12	46,12

При рассмотрении таблицы видно, что в зависимости от подачи качество распределения семян по коническому рассекателю изменяется: на подачах, где G = 20–60 кг/ч, качество распределения было удовлетворительное, о чем можно судить по величинам среднеквадратического отклонения (СКО) и дисперсии. При подачах свыше 80 кг/ч показатели распределения резко ухудшались.

На втором этапе исследований проводили эксперименты по определению влияния конструкции распредели- теля-дозатора на полноту разделения зерна ε, %, и потерь основной культуры П, %, в зависимости от подачи G, кг/ч, на коническом пневматическом сепараторе.

Опыты проводили по стандартной методике, описанной в предыдущих работах: определяли полноту разделения и потери зерна основной культуры в легкой фракции [4].

На рисунках 3 и 4 приведены зависимости полноты разделения и потерь основной культуры соответственно.

Рис. 4. Зависимости потерь основной культуры от удельной нагрузки

Выводы . Из приведенных зависимостей видно, что 4. при использовании модернизированного питателя-дозатора качественные и количественные показатели конического пневматического сепаратора зерна возрастают, что говорит о положительном влиянии питатель-дозатора.

Применение питатель-дозатора позволяет добиться равномерного распределения зернового материала по всей рабочей поверхности пневматического конического сепаратора, что, в свою очередь, позволит ему работать с максимальными технико-экономическими показателями.

1. Также с внедрением распределителя полностью исключается вероятность сгруживания зернового материала.